Keupayaan bahan logam untuk menahan lekukan permukaan oleh objek keras dipanggil kekerasan. Mengikut kaedah ujian dan skop aplikasi yang berbeza, kekerasan boleh dibahagikan kepada kekerasan Brinell, kekerasan Rockwell, kekerasan Vickers, kekerasan Shore, kekerasan mikro dan kekerasan suhu tinggi. Terdapat tiga kekerasan yang biasa digunakan untuk paip: kekerasan Brinell, Rockwell, dan Vickers.
A. Kekerasan Brinell (HB)
Gunakan bola keluli atau bola karbida dengan diameter tertentu untuk menekan ke dalam permukaan sampel dengan daya ujian yang ditentukan (F). Selepas masa penahanan yang ditetapkan, keluarkan daya ujian dan ukur diameter lekukan (L) pada permukaan sampel. Nilai kekerasan Brinell ialah hasil bahagi yang diperoleh dengan membahagikan daya ujian dengan luas permukaan sfera yang diinden. Dinyatakan dalam HBS (bola keluli), unitnya ialah N/mm2 (MPa).
Formula pengiraannya ialah:
Dalam formula: F–daya ujian yang ditekan ke dalam permukaan sampel logam, N;
D–Diameter bola keluli untuk ujian, mm;
d–purata diameter lekukan, mm.
Pengukuran kekerasan Brinell adalah lebih tepat dan boleh dipercayai, tetapi secara amnya HBS hanya sesuai untuk bahan logam di bawah 450N/mm2 (MPa), dan tidak sesuai untuk keluli yang lebih keras atau plat yang lebih nipis. Antara piawaian paip keluli, kekerasan Brinell adalah yang paling banyak digunakan. Diameter lekukan d sering digunakan untuk menyatakan kekerasan bahan, yang intuitif dan mudah.
Contoh: 120HBS10/1000130: Ini bermakna nilai kekerasan Brinell yang diukur dengan menggunakan bola keluli berdiameter 10mm di bawah daya ujian 1000Kgf (9.807KN) selama 30s (saat) ialah 120N/mm2 (MPa).
B. Kekerasan Rockwell (HR)
Ujian kekerasan Rockwell, seperti ujian kekerasan Brinell, ialah kaedah ujian lekukan. Perbezaannya ialah ia mengukur kedalaman lekukan. Iaitu, di bawah tindakan berurutan daya ujian awal (Fo) dan jumlah daya ujian (F), indentor (kon atau bola keluli kilang keluli) ditekan ke dalam permukaan sampel. Selepas masa pegangan yang ditentukan, daya utama dikeluarkan. Daya ujian, gunakan kenaikan kedalaman lekukan baki yang diukur (e) untuk mengira nilai kekerasan. Nilainya ialah nombor tanpa nama, diwakili oleh simbol HR, dan skala yang digunakan termasuk 9 skala, termasuk A, B, C, D, E, F, G, H, dan K. Antaranya, skala yang biasa digunakan untuk ujian kekerasan keluli umumnya A, B, dan C, iaitu HRA, HRB, dan HRC.
Nilai kekerasan dikira menggunakan formula berikut:
Apabila menguji dengan skala A dan C, HR=100-e
Apabila menguji dengan skala B, HR=130-e
Dalam formula, e – kenaikan kedalaman lekukan baki dinyatakan dalam unit 0.002mm yang ditentukan, iaitu, apabila anjakan paksi indentor ialah satu unit (0.002mm), ia bersamaan dengan perubahan kekerasan Rockwell dengan satu nombor. Semakin besar nilai e, semakin rendah kekerasan logam, dan sebaliknya.
Skop yang boleh digunakan bagi tiga skala di atas adalah seperti berikut:
HRA (indentor kon berlian) 20-88
HRC (indentor kon berlian) 20-70
HRB (diameter 1.588mm indentor bola keluli) 20-100
Ujian kekerasan Rockwell ialah kaedah yang digunakan secara meluas pada masa ini, antaranya HRC digunakan dalam piawaian paip keluli yang kedua selepas kekerasan Brinell HB. Kekerasan Rockwell boleh digunakan untuk mengukur bahan logam daripada sangat lembut kepada sangat keras. Ia menebus kelemahan kaedah Brinell. Ia lebih mudah daripada kaedah Brinell dan nilai kekerasan boleh dibaca terus dari dail mesin kekerasan. Walau bagaimanapun, disebabkan lekukan yang kecil, nilai kekerasan tidak setepat kaedah Brinell.
C. Kekerasan Vickers (HV)
Ujian kekerasan Vickers juga merupakan kaedah ujian lekukan. Ia menekan indentor berlian piramid segi empat sama dengan sudut disertakan 1360 antara permukaan bertentangan ke dalam permukaan ujian pada daya ujian terpilih (F), dan mengeluarkannya selepas masa pegangan yang ditentukan. Paksa, ukur panjang dua pepenjuru lekukan itu.
Nilai kekerasan Vickers ialah hasil bagi daya ujian dibahagikan dengan luas permukaan lekukan. Formula pengiraannya ialah:
Dalam formula: simbol kekerasan HV–Vickers, N/mm2 (MPa);
F–ujian daya, N;
d–min aritmetik bagi dua pepenjuru lekukan, mm.
Daya ujian F yang digunakan dalam kekerasan Vickers ialah 5 (49.03), 10 (98.07), 20 (196.1), 30 (294.2), 50 (490.3), 100 (980.7) Kgf (N) dan enam tahap lain. Nilai kekerasan boleh diukur Julatnya ialah 5~1000HV.
Contoh kaedah ungkapan: 640HV30/20 bermakna nilai kekerasan Vickers yang diukur dengan daya ujian 30Hgf (294.2N) selama 20S (saat) ialah 640N/mm2 (MPa).
Kaedah kekerasan Vickers boleh digunakan untuk menentukan kekerasan bahan logam dan lapisan permukaan yang sangat nipis. Ia mempunyai kelebihan utama kaedah Brinell dan Rockwell dan mengatasi kelemahan asas mereka, tetapi ia tidak semudah kaedah Rockwell. Kaedah Vickers jarang digunakan dalam piawaian paip keluli.
Masa siaran: Apr-03-2024